1,3-丙二胺是一种低级脂肪族二胺,具有活泼的化学性质,可被广泛用于环氧树脂固化剂、化学机械抛光、聚酰胺树脂、润滑油添加剂、油品钝化剂、腐蚀抑制剂和医药中间体等领域。随着社会和科技的不断发展,1,3-丙二胺的应用范围也在不断扩大,市场需求逐年增加,因此,1,3-丙二胺具有广阔的发展前景。
1,3-丙二胺的制备方法主要包括卤代烃氨解法和丙烯腈法。
卤代烃氨解法是以1,3-二氯丙烷为原料,通过氨解反应制备1,3-丙二胺。该方法存在着对设备腐蚀严重、原料消耗大、多胺副产物多、1,3-丙二胺选择性低等问题。
而丙烯腈法则是先将氨与丙烯腈反应制备3-氨基丙腈,再经催化加氢得到1,3-丙二胺。丙烯腈法具有工艺简单、原料来源广泛等优点,是目前较为通用的制备方法。
本发明提供了一种工艺简单、低成本、转化率高、选择性好、易于实现工业化的1,3-丙二胺制备方法。
具体技术方案包括将液氨与丙烯腈在固定床反应器中以分子筛为催化剂进行反应,制得3-氨基丙腈,然后直接催化加氢还原得到1,3-丙二胺。该方法操作简单,总产率可达80%以上。
本发明的有益效果包括提高了1,3-丙二胺的选择性,降低了反应所需压力及液氨用量,同时实现了连续式生产,具有工艺简单、成本低、易于工业化的优点。
N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺是一种无色透明液体,常用于有机合成中间体的制备。它具有一定的刺激性气味,不溶于水但可溶于常见的有机溶剂。该化合物属于丙二胺类化合物,具有显著的碱性,可与酸性物质结合成盐。它的分子中含有叔丁氧基和丙二胺结构,这些基团间的相互作用力较强,分子内氢键的存在也增加了分子的稳定性,因此其沸点和熔点较高。N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺常用于生物活性分子的制备和结构修饰,例如它是水溶性维生素叶酸衍生物的合成原料。
图1 N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺的合成路线
在一个干燥的250毫升反应烧瓶中,将二碳酸二叔丁酯(1.5克,6.87毫摩尔,1当量)在氯仿(90毫升)中的溶液缓慢地滴加到丙二胺(34.4毫升,0.41摩尔,60当量)在氯仿(5.5M)中的溶液里。然后将该反应溶液在室温下搅拌反应2小时,反应结束后,直接将反应混合物进行过滤除去反应混合物中不溶性固体,所得的反应滤液在减压下进行浓缩。将所得的粗残余物溶于乙酸乙酯(200毫升)中并用盐水(50毫升)洗涤三次。分离出有机层并将其在无水Na2SO4上进行干燥处理,过滤除去干燥剂并在减压下浓缩滤液,即可得到目标产物分子N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺。[1]
N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺是一种有机合成中间体,可用于制备生物活性分子。例如,它可用于制备水溶性维生素叶酸衍生物。叶酸是机体细胞生长和繁殖必不可少的维生素之一,缺乏会对人体正常的生理活动产生影响。在有机合成转化中,N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺结构中的氨基基团具有一定的亲核性,可与烷基卤化物进行亲核取代反应。[2]
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[2] Jakobsche, Charles E.; Parker, Christopher G.; et al ACS Chemical Biology (2013), 8(11), 2404-2411
N,N-二甲基-1,3-丙二胺是一种有机化合物,化学式为C5H14N2,具有低熔点和高沸点。它是一种无色液体,易溶于水和多种有机溶剂,呈强碱性,具有强烈气味,易发烟和易燃的特性。
N,N-二甲基-1,3-丙二胺在化工领域有广泛的应用。它是生产染料、离子交换树脂、环氧树脂固化剂和促进剂、汽油添加剂、塑料抗静电剂、润滑油去污剂、抗氧剂、乳化剂、织物柔软剂、油料和无氰电镀锌添加剂、沥青抗剥落剂、纤维及皮革处理剂和杀菌剂等重要原料。
N,N-二甲基-1,3-丙二胺还可用于合成聚氨酯,制造防水涂层、弹簧、汽车部件等。此外,它还是合成农药和表面活性剂的原料,用于制造清洗剂、纺织品柔软整理剂、化妆品、纺织物处理剂和纸张处理剂。在电镀行业中,它也可用作助剂。
N,N-二甲基-1,3-丙二胺具有叔胺基和伯胺基的特性,可用作层压品和浇注用品的环氧树脂固化剂和促进剂。
此外,N,N-二甲基-1,3-丙二胺还可作为化学反应剂,在药物合成、金属有机化学和医药行业中发挥重要作用。
一种连续法制备N,N-二甲基-1,3-丙二胺的工艺,以二甲胺和丙烯腈为原料,通过固定床反应器连续进行反应,经过加氢等步骤得到产物。该工艺具有简单、质量稳定、节能环保等优点,适合规模生产。
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N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺,化学式为C9H20N2O2,是一种含有叔丁氧羰基(Boc)保护基团的二胺化合物。Boc基团作为一种常用的氨基保护基,因其稳定性好、易于脱除且对后续反应影响小而被广泛应用。N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺的分子结构中,两个氨基分别位于丙烷链的1位和3位,中间隔以两个碳原子,这样的结构赋予了它独特的化学性质和反应活性。该化合物通常为白色或类白色结晶性粉末,易溶于有机溶剂如甲醇、乙醇、乙醚和二氯甲烷等,不溶于水。其熔点、沸点等物理性质随纯度和晶型的不同而有所变化[1-2]。
N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺的性状
N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺是合成多种生物活性分子和药物的重要中间体。通过其上的Boc基团和氨基进行进一步的化学修饰,可以合成出具有特定药理作用的化合物,如肽类激素、酶抑制剂、神经递质受体拮抗剂等。这些化合物在抗癌、抗病毒、抗菌、抗炎等领域展现出广阔的应用前景。
生物化学研究:在生物化学领域,N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺常被用作探针或标记物,用于研究蛋白质与蛋白质、蛋白质与DNA/RNA之间的相互作用,以及蛋白质的结构与功能关系[1-2]。
避光保存:由于光照可能导致化合物分解或变质,因此应将N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺存放在阴凉、干燥、避光的地方。最好使用棕色或深色玻璃瓶等不透光的容器进行包装和储存。
密封防潮:N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺易吸湿,因此必须保持储存容器的密封性良好,以防止空气和湿气进入。在取用时也应迅速完成操作,避免长时间暴露于空气中。
低温储存:为了延长N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺的保质期和保持其化学稳定性,建议将N-叔丁氧羰基-1,3-丙二胺存放在低温条件下,如冰箱或冷库中。但需注意避免冷冻结冰,以免破坏化合物的晶体结构[2]。
[1]郭梅修,任朝兴.一种复合脱硫剂,制备方法及其用途:202111391173[P][2024-07-07].
[2]陈娟娟.一种高弹性抗菌除臭鞋垫及其制备方法.CN202211071349.5[2024-07-07].
1,3-丙二胺是一种无色透明液体,具有易溶于水和甲醇、乙醚等有机溶剂的特性。其作为一种重要的有机化合物,在化学、医药、农药、材料科学等多个领域展现出广泛的应用前景。1,3-丙二胺独特的化学结构和多样的合成方法为其在不同领域的应用提供了坚实基础。然而,在使用过程中也需要注意其安全性和潜在的风险,以确保人员和环境的安全[1]。
1,3-丙二胺的性状
丙烯腈氨化还原法:该方法首先将丙烯腈与氨化剂(如液氨、氨水或溶解在有机溶剂中的氨)反应,生成3-氨基丙腈。随后,经过氢化还原反应,3-氨基丙腈被还原为1,3-丙二胺。这一过程中,氨化剂的选择对反应效率和产物的纯度具有重要影响。液氨和氨水由于来源广泛、制备方便,成为最常用的氨化剂。
直接合成法:除了丙烯腈氨化还原法外,还有一些直接合成1,3-丙二胺的方法,如以特定的有机化合物为原料,通过缩合、环化、水解等反应步骤直接制得。这些方法往往具有反应步骤少、原料易得等优点,但在实际应用中可能面临产率不高、副产物多等问题[1-2]。
有机合成中间体:作为有机合成中的重要中间体,1,3-丙二胺可用于合成多种具有特定结构和功能的化合物。例如,在医药领域,1,3-丙二胺可用于合成氨磷汀等抗癌药物;在农药领域,它可用于合成具有高效低毒特性的新型农药。
溶剂和助剂:1,3-丙二胺易溶于水和多种有机溶剂,这使得它成为一种优良的溶剂和助剂。在纤维加工、造纸、纺织、皮革等工业中,1,3-丙二胺可用作加工助剂,提高产品的质量和性能。此外,它还可用于环氧树脂固化剂的合成,改善固化剂的固化速度和固化效果。
荧光传感薄膜的制备:在对含硝基芳怪类化合物敏感的荧光传感薄膜的制备中,1,3-丙二胺也发挥着重要作用。这种荧光传感薄膜以荧光为输出信号,具有灵敏度高、选择性好等优点,在环境监测、食品安全检测等领域具有广泛应用前景[1-3]。
[1]丁一嵘,刘广志,刘洋,等.一种1,3-丙二胺的制备方法.2010[2024-07-16].
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[3]梅崇珍,陶偌偈,王庆伦.1,3-丙二胺的不对称双Schiff碱异三核配合物的合成表征,晶体结构与磁性研究[J].化学学报, 2007, 65(12):6.
N,N'-二甲基-1,3-丙二胺,英文名为N,N'-Dimethyl-1,3-propanediamine,是一种透明无色液体,在酸性水溶液中有一定的溶解性并且可溶于醇类有机溶剂。它常被用作有机合成中的缚酸剂和染料合成中间体,在染料工业生产和基础化学研究领域中都有一定的应用。
N,N'-二甲基-1,3-丙二胺结构中含有两个氨基单元,具有常见的烷基胺类物质的通用理化性质。它可与酸性物质发生酸碱中和反应,也可与烷基卤化物、酰卤化合物等发生亲核取代反应。此外,它还可与金属钯发生络合反应。
N,N'-二甲基-1,3-丙二胺常被用作有机合成中的缚酸剂,帮助调节反应的酸碱性质或者作为中间体参与复杂分子的合成。在染料工业中,它可以作为重要的合成中间体,用于合成具有特定结构和色彩的染料。
图1 N,N'-二甲基-1,3-丙二胺的缩合反应
在一个干燥的反应烧瓶中将N,N'-二甲基-1,3-丙二胺缓慢地加入到溶解于水中的Cu (OTf)2 溶液中,然后加入呋喃甲醛。反应结束后进行提取和纯化即可得到目标产物分子。
[1] Pereira, Juliana G.; et al Green Chemistry 2020,22,7484-7490.